FR2993509A1 - Dispositif electronique de protection contre l'eblouissement d'un pilote ou d'un conducteur. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif électronique de protection contre l'éblouissement d'un pilote d'un aéronef (1) ou d'un conducteur d'un véhicule automobile. L'idée à la base de l'invention est d'utiliser des écrans transparents d'affichages d'informations, de type OLED par exemple, pour protéger le pilote ou le conducteur de l'éblouissement provoqué par la lumière du soleil (2) ou par des objets lumineux comme des phares de voitures.

Description

DISPOSITIF ELECTRONIQUE DE PROTECTION CONTRE L'EBLOUISSEMENT D'UN PILOTE OU D'UN CONDUCTEUR. DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte à un dispositif électronique de protection contre l'éblouissement. Ce dispositif est notamment destiné à être intégré dans la cabine de pilotage d'un aéronef ou dans l'habitacle d'un véhicule tel qu'une automobile. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE L'éblouissement est la conséquence d'un flux de lumière trop élevé pour le niveau d'adaptation de l'oeil, qui a pour effet de diminuer le confort visuel et de conduire à une baisse plus ou moins prolongée des performances visuelles. La sensation d'éblouissement varie considérablement suivant que cette lumière se trouve au centre ou au bord du champ de vision du pilote ou du conducteur. La zone la plus sensible à l'éblouissement est le centre du champ de vision, qui correspond à la partie centrale de la rétine de l'oeil humain. Lorsqu'un flux de lumière intense se trouve au centre du champ de vision d'un pilote ou d'un conducteur, la gêne ressentie peut être intense et prolongée dans le temps, même lorsque l'éblouissement a cessé, ce qui peut nuire à la concentration sur le pilotage ou la conduite d'un engin.

Ainsi, des dispositifs de protection contre l'éblouissement sont particulièrement nécessaires pour assurer un confort total et une sécurité optimale de conduite ou de pilotage. En conduite automobile par exemple, l'éblouissement peut être dû, de jour, à la lumière du 5 soleil, et de nuit, à un éclairage trop intense provoqué par des phares de voitures mal réglés. En aviation, l'éblouissement peut être causé par la lumière du soleil, notamment lors des phases d'approche et de décollage des aéronefs, lorsque 10 l'élévation du soleil est faible. Les dispositifs de protection contre l'éblouissement provoqué par la lumière du soleil traditionnellement utilisés dans les aéronefs ou les automobiles (ou d'autres véhicules) sont généralement 15 des dispositifs de type pare-soleil mécanique. De nuit, il n'existe pas de système efficace permettant de réduire l'éblouissement. Dans un tel cas, le conducteur d'une automobile évitera simplement de fixer directement l'objet éblouissant, 20 afin de conserver l'accommodation de ses yeux à la pénombre. On comprend cependant que cette solution n'est pas adéquate. Dans les aéronefs de transport de passagers par exemple, les postes de pilotage comportent des 25 panneaux obturateurs de lumière qui sont montés sur le plafond du poste de pilotage et qui peuvent être déplacés pour être positionnés en face d'au moins une des fenêtres de la cabine de pilotage, afin de réduire la surface de transmission de la lumière. 30 Les panneaux, particulièrement efficaces, sont de taille fixe et généralement destinés à obturer une fenêtre entière. Cependant, ils ne sont pas pratiques à manipuler compte tenu de la taille réduite de la cabine de pilotage. Cette manipulation peut alors devenir gênante lors des manoeuvres de décollage ou d'approche, lorsque le pilote doit se concentrer sur sa tache de pilotage et qu'il se trouve ébloui. Enfin l'intégration de ces pièces mécaniques dans la cabine de pilotage nécessite des 10 aménagements particuliers des instruments et panneaux de contrôles. En aéronautique, certains concepts ont été proposés afin de pallier à ces problèmes. On citera notamment les dispositifs de type pare-soleil 15 électroniques. En effet, une des solutions proposées utilise des verres électrochromes, c'est-à-dire des verres qui s'obscurcissent ou s'éclaircissent sous l'effet d'une tension électrique, dont l'amplitude est fonction d'une tension fournie par un capteur de 20 luminosité. De tels dispositifs pare-soleil ont été testés sur des appareils d'essais dont certaines fenêtres du poste de pilotage étaient pourvues de verres électrochromes, disposés à l'intérieur du poste 25 de pilotage. Plus précisément, des couches de verres électrochromes étaient disposées sur les fenêtres du poste de pilotage. Cependant, ces dispositifs pare-soleil diminuaient la transmission lumineuse de manière trop 30 importante et sur toute la surface d'une fenêtre lorsqu'ils étaient activés et n'ont donc pas été retenus pour leur utilisation dans un poste de pilotage. Par conséquent, un des objectifs de l'invention est de fournir un dispositif de protection contre l'éblouissement provoqué par la lumière du soleil ou des objets lumineux et qui permette une atténuation progressive et localisée de la lumière. EXPOSÉ DE L'INVENTION Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités et notamment de proposer un dispositif électronique de protection contre l'éblouissement d'un conducteur d'un véhicule terrestre ou aérien, ledit dispositif comportant des moyens de filtrage optiques comprenant au moins un écran d'affichage transparent et des moyens de commande des pixels dudit au moins un écran, ledit au moins un écran étant interposé entre le conducteur et tout ou partie d'une surface vitrée de l'habitacle dudit véhicule, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de positionnement configurés pour déterminer la position d'un point situé sensiblement à mi-distance des yeux dudit conducteur sur le visage de ce dernier, ainsi qu'un calculateur configuré pour calculer des coordonnées d'un centre d'au moins un objet lumineux extérieur au véhicule dans un premier repère dont l'origine se confond avec ledit point situé sensiblement à mi-distance des yeux dudit conducteur, ledit calculateur étant configuré pour calculer les coordonnées de l'intersection d'au moins une droite passant par ladite origine dudit premier repère et par ledit centre dudit objet lumineux avec ledit au moins un écran, lesdits moyens de commande étant configurés pour commander l'affichage d'une tache sombre au niveau de ladite intersection.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif comporte des moyens de positionnement par satellites dudit véhicule, ledit calculateur étant configuré pour calculer les coordonnées du centre dudit objet lumineux dans ledit premier repère à partir des coordonnées spatiales et temporelles dudit véhicule, fournies par lesdits moyens de positionnement satellites. Le calculateur est avantageusement configuré pour calculer préalablement les coordonnées du centre dudit objet lumineux dans un deuxième repère ayant pour origine lesdits moyens de positionnement par satellites puis pour en déduire les coordonnées dudit repère par une opération de centre dans ledit premier changement de repère.

Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, le dispositif comporte une première caméra, ledit calculateur étant configuré pour calculer les coordonnées du centre dudit objet lumineux dans ledit premier repère à partir de données d'images fournies par ladite première caméra. Dans ce cas, le calculateur est avantageusement configuré pour calculer préalablement les coordonnées du centre dudit objet lumineux dans un troisième repère ayant pour origine ladite première caméra puis pour en déduire les coordonnées dudit centre dans ledit premier repère par une opération de changement de repère. Le calculateur est de préférence configuré pour effectuer un seuillage global desdites données d'images fournies par ladite première caméra avec un seuil de niveau de gris prédéterminé pour extraire d'éventuels blocs de pixels, dits blocs d'intérêt, comprenant uniquement des pixels ayant un niveau de gris supérieur audit seuil, le centre d'un objet lumineux étant déterminé comme étant le pixel d'un bloc d'intérêt ayant le niveau de gris le plus élevé. Les moyens de positionnement peuvent comprendre une seconde caméra associée à des moyens de reconnaissance faciale.

Le dispositif selon l'invention, selon la première ou la seconde variante de réalisation, peut comporter en outre des moyens de photodétection adaptés à détecter la présence d'un objet lumineux extérieur au véhicule dans le champ de vision dudit conducteur, lesdits moyens de photodétection produisant une tension dont l'amplitude est fonction de la luminosité reçue en provenance dudit objet lumineux, lesdits moyens de commande des pixels de l'écran n'étant mis sous tension qu'à la condition que la tension produite par les moyens de photodétection soit supérieure à un seuil de détection prédéterminée. L'invention concerne également un aéronef ou une automobile équipé(e) du dispositif.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de modes de réalisation préférentiels de l'invention faits en référence aux figures jointes parmi lesquelles : La Fig. 1 illustre le positionnement d'un premier et d'un deuxième repères utilisés dans le cas où l'invention est mise en oeuvre dans un aéronef, selon un premier mode de réalisation ; La figure 2 illustre l'installation des 10 moyens de positionnement sur le tableau de bord de certains modèles d'aéronefs ; La figure 3 illustre de manière schématique une configuration des moyens de positionnement tels qu'installés sur le montant central du tableau de bord 15 de certains modèles d'aéronefs à équipage à deux. Les éléments identiques sur les figures portent les mêmes références. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS 20 L'idée à la base de l'invention est d'utiliser les écrans transparents d'affichages d'informations pour protéger un conducteur de véhicule de l'éblouissement provoqué par la lumière du soleil ou par des objets lumineux comme des phares de voitures. 25 Les systèmes de réalité augmentée, type Head-Up display (affichage tête-haute), utilisés dans l'aéronautique et l'automobile, mettent majoritairement en oeuvre une lentille semi-transparente et semiréfléchissante et des jeux de lumière projetée. 30 Les écrans transparents, à la base de l'invention, n'émettent pas de lumière, ils utilisent la lumière ambiante passant au travers des pixels actifs de l'écran. Ces écrans transparents permettent d'afficher, grâce à des moyens de commandes (électronique de commande associée) des pixels de l'écran, des formes, des signes, des icônes ou des caractères de manière dynamique sur des endroits précis de la surface de l'écran transparent. Lorsque les pixels ne sont pas activés par lesdits moyens de commande, l'écran reste transparent et laisse passer la lumière. Sur les zones d'affichage où des pixels sont activés par lesdits moyens de commande, l'intensité de la lumière peut être atténuée jusqu'à obturation complète.

Ce type d'écran est par exemple utilisé pour la réalisation d'écrans transparents de téléphones sans fils. De tels écrans peuvent être réalisés dans diverses technologies comme par exemple la technologie 20 LCD (écran à cristaux liquides), ou encore la technologie dite encre électronique. Les exemples de technologies cités ci-dessus sont donnés à titre d'exemples non limitatifs. En effet, l'invention n'est pas limitée à une 25 technologie particulière de réalisation d'écran d'affichage transparent. Lorsque un écran d'affichage transparent est placé dans le champ de vision d'un utilisateur et affiche des informations, la transmission de la lumière 30 émise par le monde extérieur traversant l'écran et qui arrive aux yeux de l'utilisateur est atténuée ou bloquée par les pixels sollicités pour afficher l'information. La solution proposée dans la présente invention vise à utiliser cette caractéristique d'atténuation de la lumière dans un dispositif électronique de protection contre l'éblouissement d'un conducteur d'un véhicule. Le dispositif selon l'invention comporte des moyens de filtrage optiques qui comprennent au moins un écran d'affichage transparent et des moyens de commande des pixels de cet écran. L'écran d'affichage transparent est interposé entre le conducteur d'un véhicule et une surface vitrée de l'habitacle de ce dernier, afin de tamiser une lumière provenant de l'extérieur du véhicule par l'affichage de pixels sombres à un endroit précis de l'écran. Le véhicule considéré dans l'invention peut être un véhicule aérien du type aéronef ou un véhicule terrestre du type automobile. Ainsi, selon l'invention, un écran d'affichage transparent est disposé parallèlement à au moins une des fenêtres de la cabine de pilotage d'un aéronef ou parallèlement au pare-brise avant ou arrière d'une automobile. L'écran est de préférence disposé à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Afin de tamiser une lumière provenant de l'extérieur du véhicule par l'affichage de pixels sombres à un endroit précis de l'écran, le dispositif selon l'invention comprend un calculateur configuré pour calculer des coordonnées d'un centre d'au moins un objet lumineux extérieur au véhicule dans un premier repère (Oc, Xc, Yc, Zc) dont l'origine se confond avec un point situé sensiblement à mi-distance des yeux du conducteur, sur le visage de ce dernier. Le calculateur est configuré pour calculer les coordonnées de l'intersection d'au moins une droite passant par l'origine du premier repère et par le centre de l'objet lumineux avec un écran. Les moyens de commande des pixels de l'écran sont alors configurés pour commander l'affichage d'une tache sombre de forme prédéfinie au niveau de cette intersection. Par conséquent, chaque tache sombre est automatiquement positionnée sur au moins un écran de sorte à masquer un objet extérieur au véhicule émettant une lumière éblouissante pour le conducteur. De plus, chaque tache se déplace en fonction des changements d'orientation du véhicule par rapport à cet objet. La position du point situé sensiblement à mi-distance des yeux du conducteur du véhicule et sur le visage de ce dernier est déterminée par des moyens de positionnement. La tache sombre peut être de forme quelconque mais est de préférence circulaire. Dans ce cas, le cercle sombre est centré sur le centre de l'objet éblouissant, et le cercle présente avantageusement un dégradé radial dans ce sens ou au bord du cercle, la lumière est moins filtrée qu'en son centre. L'invention peut être utilisée de jour dans un véhicule terrestre ou aérien afin de limiter l'éblouissement dû au soleil. L'invention peut également être utilisée de nuit dans un véhicule terrestre afin de limiter l'éblouissement dû aux phares des autres véhicules. Selon l'invention, et à des fins de ne pas occulter une partie du champ visuel du conducteur de jour, la lumière n'est tamisée que partiellement et au maximum 92% de la luminosité est filtrée. Pour la lumière émise par le soleil, cela correspond à une filtration de classe 3 en norme européenne. Selon l'invention, une commande manuelle 10 peut être prévue pour permettre au pilote ou au conducteur d'agir sur le niveau d'opacité des taches/cercles sombres et/ou leur surface. Dans le cas d'un véhicule terrestre de type automobile, la présente invention peut être mise en 15 oeuvre pour atténuer l'éblouissement dû aux phares de voitures situés en avant ou en arrière du véhicule équipé du dispositif selon l'invention. A des fins de concision, seul le cas où un écran d'affichage transparent du dispositif selon l'invention est 20 installé entre le conducteur et le pare-brise avant du véhicule terrestre sera décrit. De préférence, et dans le cas d'un aéronef, des écrans sont insérés en parallèle de toutes les fenêtres du poste du pilotage. Dans ce cas, les écrans 25 sont reliés électriquement entre eux et sont commandés par des mêmes moyens de commande de sorte à former un unique écran d'affichage transparent recouvrant la totalité de la surface vitrée du poste de pilotage. Il est alors possible d'afficher une tache sombre/ou des 30 cercles sombres à un endroit précis de la surface vitrée du poste de pilotage. Ce mode de réalisation sera celui employé dans la suite de la description pour les exemples relatifs à un aéronef. Le calculateur permet de traquer la position de la lumière éblouissante par rapport au véhicule et permet au conducteur de se concentrer sur ses fonctions de conduite. Le calculateur est électriquement relié aux moyens de filtrages optiques. Avantageusement, le calculateur utilisé est un calculateur de l'avionique de l'aéronef ou de l'ordinateur de bord du véhicule terrestre. En variante, ou bien dans le cas où le dispositif selon l'invention est installé lors d'une remise à niveau d'un véhicule existant (retrofit), le calculateur est intégré dans un boîtier installé dans le véhicule, en sus de l'électronique déjà présente dans celui-ci avant sa remise à niveau. Dans tous les cas, on considérera que le calculateur comprend de manière classique un processeur, des mémoires, des unités périphériques et des interfaces d'entrées-sorties. Le calculateur met en oeuvre un algorithme permettant de calculer la position, par rapport au véhicule, du centre d'un objet extérieur au véhicule et émettant une lumière considérée comme éblouissante.

Pour cela, le calculateur est connecté à l'électronique de bord du véhicule. Plus précisément, le calculateur reçoit des données fournies par l'équipement embarqué du véhicule. L'équipement embarqué peut notamment consister en des moyens de positionnement par satellites et/ou une ou plusieurs caméras. Ces divers moyens seront décrits en relation avec les différents modes de réalisation de la présente invention. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le calculateur est connecté à des moyens 5 de positionnement par satellites du véhicule, du type GPS par exemple (GPS pour Global Positioning System). Dans ce cas, le dispositif selon l'invention est utilisé de jour pour détecter la position du centre du soleil. Le premier mode de réalisation de l'invention 10 est le mode de réalisation préférentiel pour un aéronef. Le premier mode de réalisation est décrit en relation avec la figure 1 qui illustre la mise en place préférentielle du premier et du deuxième repères 15 dans le cas où l'invention est mise en oeuvre dans un aéronef. Selon ce mode de réalisation, le calculateur met en oeuvre un algorithme permettant de calculer la position exacte (du centre) du soleil 2 par 20 rapport au véhicule 1, dans un deuxième repère orthogonal (Os, Xs, Ys, Zs) dont l'origine Os correspond à la position des moyens de positionnement par satellite 3 dans le véhicule. De préférence, dans un aéronef 1, le 25 deuxième repère est choisi tel que les axes Xs et Zs soient respectivement parallèles aux axes de roulis et de lacet, l'axe Ys étant alors parallèle à l'axe de tangage de l'aéronef. On notera que pour un véhicule automobile, 30 le deuxième repère est choisi tel que deux axes Xs, Zs de ce repère sont parallèles au plan sagittal du véhicule (plan vertical séparant la voiture en deux moitiés gauche-droite), tandis que l'autre axe Ys est perpendiculaire à ce même plan. L'algorithme mis en oeuvre pour le calcul de 5 la position du centre du soleil 2 dans le deuxième repère (Os, Xs, Ys, Zs) consiste notamment en la résolution d'une formule d'astronomie permettant de déterminer l'azimut et l'élévation du soleil à partir de la latitude, de la longitude, et de l'altitude du 10 véhicule, ainsi que de la date dans le système de temps universel (UT ou UTS pour Universal Time System). Les coordonnées spatiales et temporelles du véhicule 1 sont fournies par les moyens de positionnement par satellites 3 du véhicule 1. 15 Après la détermination des coordonnées du centre du soleil dans le deuxième repère (Os, Xs, Ys, Zs), le calculateur calcule les coordonnées du centre du soleil 2 dans le premier repère orthogonal (Oc, Xc, Yc, Zc) dont l'origine se confond avec le point situé 20 sensiblement à mi-distance des yeux du conducteur sur le visage de celui-ci. La position de ce point est déterminée par les moyens de positionnement qui seront décrits plus loin dans la description. Les axes Xc, Yc, Zc sont de préférence 25 choisis respectivement parallèles aux axes Xs, Ys, Zs de sorte que le calculateur effectue une opération de translation des coordonnées du centre du soleil du deuxième repère de centre Os au premier repère de centre Oc. 30 Dans le cas où l'aéronef possède une cabine de pilotage comportant un emplacement pour un navigateur, les moyens d'extrapolation calculent en plus les coordonnées de la lumière éblouissante dans un repère orthogonal (Oc', Xc', Yc', Zc') dont l'origine Oc' se confond avec un point situé sensiblement à mi- distance des yeux du navigateur sur le visage de celui-ci. La position de ce point est déterminée par les moyens de positionnement qui seront décrits plus loin dans la description. Dans ce cas, les axes Xc', Yc', Zc' sont de préférence choisis respectivement parallèles aux axes Xs, Ys, Zs de sorte que le calculateur effectue une translation des coordonnées du centre du soleil du repère de centre Os au nouveau repère de centre Oc'. Les moyens de positionnement sont avantageusement déjà installés sur le véhicule et sont utilisés pour d'autres fonctions que celle remplie par le dispositif selon l'invention, ou alors peuvent être installés en vue de la mise en oeuvre spécifique de l'invention.

Dans un aéronef, on utilisera de préférence comme moyens de positionnement, le système optique de référence visuelle du poste de pilotage de l'aéronef si cet aéronef en est doté. La figure 2 est une vue schématique du 25 tableau de bord d'un aéronef, qui illustre l'installation des moyens de positionnement dans certains modèles d'aéronefs. Les moyens de positionnement 14 sont placés à l'intérieur du poste de pilotage 10, sur le montant 30 central 12 du tableau de bord 11, afin d'aider le pilote à placer sa tête dans une position optimale prédéfinie lors de la conception de l'aéronef. Les moyens de positionnement 14 donnent la position dite « oeil pilote » ou point de référence visuelle calculé, qui est la position de visibilité optimale par rapport à tous les éléments du tableau de bord 11, qu'ils soient internes ou externes. C'est à partir de cette position qu'est conçu l'ensemble des arrangements de la cabine de pilotage (pare-brises, écrans, etc.). La définition de cette position dans l'espace est normée et est soumise à des règles strictes de certification en terme de visibilité de sorte que la position du centre Oc (Oc') est sensiblement la même pour chaque pilote malgré des morphologies différentes entre ceux-ci, et est déterminée pour un point milieu entre les deux yeux du pilote (ou du navigateur), sur le visage de ce dernier. Les moyens de positionnement (inscrits dans 20 le cercle référencé 14 en figure 2) peuvent consister en deux billes fixées sur le montant central et qui doivent être alignées visuellement par le pilote. À bord d'un avion à équipage à deux (pilote et navigateur placés côte à côte et symétriquement par rapport à un 25 plan de symétrie du fuselage passant par le montant central 12 du tableau de bord), les moyens de positionnement prennent la forme de trois billes de référence 14a, 14b, 14c ; chaque pilote devant alors régler son siège jusqu'à ce que deux billes de 30 références respectives soient alignées.

La figure 3 illustre de manière schématique la configuration des moyens de positionnement installés sur le montant central du tableau de bord de certains modèles d'avions à équipage à deux.

Plus précisément, à bord d'un avion à équipage à deux, les moyens de positionnement 14 comprennent un set de 3 billes 14a, 14b, 14c de mêmes dimensions (2 rouges et 1 grise) formant un triangle. La bille grise 14b est située à un sommet du triangle et est généralement un point du plan de symétrie du fuselage passant par le montant central, tandis que les billes rouges 14a, 14c forment les deux autres sommets du triangle qui sont par conséquent répartis de chaque côté de ce plan. Ainsi, une des billes rouges 14a est destinée à l'alignement de la tête du pilote, tandis que l'autre bille rouge 14c est destinée à l'alignement de la tête du navigateur. Afin de régler la position de son siège, le pilote, ou le navigateur, place sa tête de sorte que, par phénomène d'occlusion, lorsque son regard se porte vers les moyens de positionnement 14, il ne puisse plus voir la bille grise 14b. Le pilote voit alors uniquement la bille rouge 14a (14c pour le navigateur). Lorsque le pilote est correctement installé sur son siège après avoir effectué les réglages décrits ci-dessus, la bille rouge 14a est située sur une droite A passant par le point milieu Oc situé entre les deux yeux du pilote, sur le visage de ce dernier, et la bille grise 14b.

Certains constructeurs d'aéronefs utilisent des moyens de positionnement différents de celui décrit ci-dessus, mais qui permettent également d'obtenir un point de référence visuelle calculé pour le pilote. Revenant à la figure 1, grâce à la prédétermination de la position fixe de l'origine Oc, la position de l'écran dans le repère (Oc, Xc, Yc, Zc) (ou (Oc', Xc', Yc', Zc') peut-être enregistrée dans la mémoire du calculateur qui calcule alors l'intersection de l'écran avec une droite 15 passant par l'origine Oc, (Oc' respectivement) et le centre du soleil 2. Enfin, le calculateur donne les consignes aux moyens de commande des pixels de l'écran d'affichage transparent pour mettre sous tension certains pixels afin de localiser précisément un cercle sombre (ou une tache sombre) sur l'écran, au niveau de l'intersection.

Dans le cas d'un avion à équipage à deux, le dispositif selon l'invention peut comprendre des moyens de commutation manuels pour permuter l'origine du premier repère entre le point Oc et le point Oc'. En variante, et dans le cas d'un véhicule qui ne posséderait pas de système optique de référence visuelle tel que décrit plus haut, les moyens de positionnement comprennent une caméra associée à des moyens de reconnaissance faciale, situés dans l'habitacle ou le poste de pilotage. La caméra a un champ de vision dirigé vers le conducteur. Les moyens de positionnement sont dans ce cas par exemple des dispositifs d'oculométrie (en anglais Eye-tracking). De tels moyens d'oculométrie sont disponibles sur les modèles possédant des dispositifs de surveillance d'endormissement du conducteur. Le coût de l'installation du dispositif selon l'invention dans un véhicule terrestre est donc amoindri. La caméra et les moyens de reconnaissance faciale sont connectés à un port d'entrée du calculateur. La caméra et les moyens de reconnaissance faciale effectuent des traitements d'images classiques des données d'images afin de déterminer la position de la tête du conducteur en faisant par exemple correspondre certains traits caractéristiques du visage à un modèle de tête 3D. La position du point Oc par rapport à l'écran est alors estimée par correspondance avec un point prédéterminé comme étant le point situé à mi-distance des yeux sur le modèle de tête 3D.

En variante du premier mode de réalisation, le calculateur n'effectue pas de changement de repère entre le deuxième repère centré sur les moyens de positionnement par satellites et le premier repère (Oc, Xc, Yc, Zc). Dans cette variante, on considère en effet qu'au vu de la distance du soleil au véhicule, une droite passant par le centre du premier repère (Oc, Xc, Yc, Zc) et le centre du soleil 2 est sensiblement colinéaire à une droite passant par le centre du deuxième repère (Os, Xs, Ys, Zs) et le centre du soleil 2. Par conséquent, les coordonnées du centre du soleil dans le premier repère (Oc, Xc, Yc, Zc) sont considérées comme égales aux coordonnées de ce centre du soleil dans le deuxième repère (Os, Xs, Ys, Zs).

Dans un second mode de réalisation de l'invention, le calculateur peut être connecté à une caméra installée dans le véhicule. Dans ce cas, le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour détecter la position du centre du soleil le jour, et la position du centre d'objets extérieurs au véhicule et 5 émettant des lumières éblouissantes la nuit. Les spécifications de la caméra seront détaillées plus loin dans la description. Le second mode de réalisation ne sera pas détaillé dans la suite de la description puisque les explications relatives à ce mode de 10 réalisation sont redondantes avec celles du troisième mode de réalisation. Dans le troisième mode de réalisation de l'invention, le calculateur est connecté à la fois à des moyens de positionnement par satellites du véhicule 15 et à une caméra. Ainsi, le jour, la position du soleil est déterminée grâce aux informations fournies au calculateur par les moyens de positionnement par satellites tandis que les données d'images fournies au calculateur par la caméra sont utilisées la nuit pour 20 déterminer la position du centre d'objets extérieurs au véhicule et émettant des lumières éblouissantes. Le troisième mode de réalisation de l'invention est le mode de réalisation préférentiel pour un véhicule automobile. 25 La détermination de la position du centre du soleil via les moyens de positionnement par satellites ayant déjà été décrite, seul le calcul des centres des objets lumineux de nuit selon le troisième mode de réalisation de l'invention va maintenant être 30 décrit, par souci de concision.

Le troisième mode de réalisation va maintenant être décrit dans le cas de sa mise en oeuvre dans un véhicule automobile. Lorsque le véhicule est équipé à la fois de 5 moyens de positionnement par satellites pour la détermination de la position du soleil le jour et d'une caméra pour la détection d'objets lumineux la nuit, la commutation entre le mode jour et le mode nuit est de préférence effectuée automatiquement. Elle est dans ce 10 cas fonction de la date dans le système de temps universel, fournie au bloc de commande par l'électronique embarquée du véhicule ou de l'aéronef ou par les moyens de positionnement par satellites. En variante, un interrupteur de commutation 15 jour/nuit peut être prévu. La caméra qui équipe le véhicule est une caméra couleur (RGB) ou de préférence Noir et Blanc (B&W), qui rend possible la détection d'objets lumineux jusqu'à des distances de l'ordre de la centaine de 20 mètres. Dans la suite de la description, on considérera que la caméra est une caméra en technologie CMOS noir et blanc, qui présente une sensibilité meilleure pour les objets lumineux que les caméras RGB 25 (pour Rouge-Vert-Bleu). De ce fait, la caméra CMOS utilisée peut être celle du système automatique de commutation plein phares/feux de croisement qui équipe certains véhicules. Le coût de l'installation du dispositif 30 selon l'invention s'en trouve alors minimisé. Une telle caméra et un tel dispositif de commutation plein phares/feux de croisement sont par exemple décrits dans la publication intitulée « Automatic Lightbeam Controller for driver assistance », de P.F ALcantarilla, L.M Bergasa, P.Jimenez, I. Parra, D.F 5 Llorca, M.A Sotelo, S.S Mayoral, Machine Vision and Application, Springer et publiée le 27 mars 2011. La caméra CMOS peut être montée sur la surface du pare-choc avant du véhicule mais elle est de préférence montée derrière le pare-brise, dans 10 l'habitacle du véhicule, de sorte à avoir un champ de vision proche de celui du conducteur. Elle pourra être ainsi montée au niveau du rétroviseur central du véhicule, au même niveau que les capteurs de pluie. La caméra est avantageusement équipée d'une lentille qui 15 offre un champ de vision proche de celui de l'oeil humain, avec une distance focale de l'ordre de 4 mm à 6 mm. Des techniques de traitement classiques d'images fournies de la caméra sont mises en oeuvre par 20 le calculateur pour analyser les sources de lumières reçues par la caméra et pour détecter les objets lumineux émettant une forte intensité lumineuse. Différents algorithmes connus peuvent être utilisés à cette fin en fonction des perfectionnements et 25 corrections d'images souhaitées. De ce fait, la description de la présente invention ne fera état que des étapes essentielles de l'algorithme de traitement d'image à des fins de concision. 30 Le traitement d'images mis en oeuvre par le calculateur permet d'obtenir les coordonnées spatiales des centres d'objets lumineux croisant la trajectoire de la voiture équipée du dispositif selon l'invention. Ces coordonnées sont données dans un repère orthogonal de la caméra (Oi, Xi, Yi, Zi) dont l'origine Oi est par 5 exemple le point central de l'objectif de la caméra. Dans l'exemple décrit ici et par souci de simplification des calculs, on choisira les axes Xi, Zi de sorte qu'ils soient parallèles au plan sagittal du véhicule. L'axe Yi est un axe perpendiculaire à ce 10 plan. Les coordonnées des centres des objets lumineux sont déterminées comme suit : - dans l'algorithme mis en oeuvre par le calculateur, les images fournies par la caméra CMOS 15 sont tout d'abord seuillées avec un seuil global Gs de niveau de gris des pixels. La valeur du seuil de niveau de gris Gs est déterminée afin d'extraire uniquement d'éventuels objets lumineux de forte intensité ; - après le seuillage, l'image est 20 segmentée en d'éventuels blocs de pixels Bp. Chaque bloc de pixels Bp, appelé bloc de pixels d'intérêt, correspond à un objet lumineux extrait après seuillage de l'image. Le seuil Gs est choisi élevé de sorte que deux blocs de pixels ne peuvent pas avoir de pixels 25 communs. Dans chaque bloc de pixels Bp, le pixel ayant le niveau de gris le plus élevé est déterminé comme étant le centre de l'objet lumineux émettant de la lumière éblouissante. Les coordonnées de chacun des centres des blocs de pixels sont déterminées dans un 30 troisième repère (Oi, Xi, Yi, Zi). La valeur de niveau de gris du centre de chaque objet lumineux détermine la valeur du rayon du cercle sombre qui sera affichée sur l'écran d'affichage transparent. Une table de correspondance entre la valeur du niveau de gris du centre et le rayon du cercle sombre à afficher est ainsi enregistrée dans la mémoire du calculateur. Avantageusement, lors du traitement d'images mis en oeuvre dans le calculateur, un traitement de la trajectoire des centres en utilisant des filtres de Kalman peut être effectué.

Les paramètres du vecteur d'état sont dans ce cas les coordonnées de chaque centre dans un repère de l'image prise par la caméra. Le filtrage de Kalman permet de limiter les influences des oscillations dues aux irrégularités de la chaussée, à la fois du véhicule comportant la caméra ou des faisceaux lumineux éblouissants. En outre, il permet la prédiction de la position des centres pendant quelques trames, utiles dans des situations où un objet lumineux peut être caché par l'environnement extérieur au véhicule comportant le dispositif selon l'invention. En variante, au moins deux caméras CMOS identiques pourront être installées à des endroits différents de l'habitacle du véhicule de sorte à avoir un champ de vision proche de celui du conducteur. La vision binoculaire permet une détermination précise des coordonnées des centres des objets lumineux. Des algorithmes connus peuvent alors être mis en oeuvre pour calculer les coordonnées du centre d'un objet lumineux dans un repère centré sur l'une des caméras.

Après la détermination des coordonnées du centre d'un objet lumineux dans le troisième repère (0i, Xi, Yi, Zi), le calculateur calcule les coordonnées du centre dans le premier repère orthogonal (Oc, Xc, Yc, Zc). La position de l'origine Oc du premier 5 repère est déterminée ou obtenue par les moyens de positionnement qui ont été décrits plus haut dans la description. Le calculateur calcule ensuite les coordonnées de l'intersection de l'écran avec une 10 droite passant par l'origine Oc et le centre d'un objet lumineux détecté comme émettant de la lumière éblouissante. Dans les trois modes de réalisation de l'invention, des moyens de photodétection, tels des 15 photodiodes, sont de préférence disposés dans l'habitacle du véhicule dans lequel est installé le dispositif selon l'invention. La sortie des moyens de photodétection est reliée à un ou plusieurs des ports d'entrée du calculateur. 20 Chacune des photodiodes fournit une tension proportionnelle à l'éclairage qu'elle reçoit. Cette tension est comparée, dans un comparateur, à un seuil prédéterminé enregistré dans la mémoire du calculateur. Si la tension envoyée par une photodiode est supérieure 25 au seuil prédéterminé, alors un signal booléen égal à 1, en sortie du comparateur, est envoyé au calculateur qui met sous tension les moyens de commandes des pixels de l'écran. Par conséquent, grâce aux moyens de 30 photodétection, le dispositif selon l'invention ne se déclenche que lorsque la lumière captée est susceptible de déclencher un éblouissement. Ainsi, le dispositif selon l'invention ne fonctionne pas de jour quand le temps est couvert dans le cas où le calculateur reçoit des données des moyens de positionnement satellites, ou de nuit lorsque des lumières reçues dans l'habitacle du véhicule ne sont pas suffisamment intenses pour éblouir le conducteur lorsque le calculateur reçoit des données d'images d'une caméra CMOS. De préférence, lorsque les moyens de photodétection sont constitués par des photodiodes, et que la tension en sortie d'une photodiode dépasse le seuil prédéterminé, les moyens de commandes des pixels restent sous tension pendant un intervalle de temps minimum prédéterminé qui est compté par une horloge.

Cette disposition empêche, par exemple de nuit, le redémarrage du dispositif pour des lumières éblouissantes détectées à des intervalles de temps différents. Le seuil de détection prédéterminé la nuit est avantageusement différent de celui utilisé le jour. En effet, de nuit, on choisira un seuil de photodétection de sorte à ne pas activer le calculateur pour des lumières non éblouissantes tels des éclairages de ville ou les feux arrière d'un véhicule précédant le véhicule dans lequel est installé le dispositif selon l'invention. Dans le cas d'un véhicule automobile, les moyens de photodétection peuvent comprendre une unique photodiode placée à l'intérieur de l'habitacle du véhicule de sorte à capter la lumière reçue par le conducteur. Cette photodiode peut par exemple être installée sur le tableau de bord du véhicule automobile ou au niveau du rétroviseur central du véhicule automobile. Il peut s'agir par exemple de la photodiode utilisée pour l'allumage automatique des phares du véhicule. Dans le cas d'un aéronef, les moyens de photodétection comprennent de préférence une pluralité de photodiodes placées à l'intérieur du poste de pilotage, avec avantageusement une photodiode dédiée à chaque fenêtre, de sorte à capter le niveau de lumière reçu par le pilote sur la totalité de son champ de vision. L'invention peut être installée sur un aéronef ou un véhicule terrestre lors de sa conception.

En outre, elle pourra être installée dans le cas d'une remise à niveau de matériels déjà exploités (retrofit d'aéronef ou de véhicules). Lors de la conception d'un véhicule, les écrans transparents sont pleinement intégrés dans l'assemblage de la fenêtre ou du pare-brise, par exemple sous forme de couches déposées sur la surface intérieure de ceux-ci, ou de couches intégrées dans la structure de la fenêtre ou du pare-brise (couches intermédiaires ou sandwich). Les écrans et leur dispositif de commande associés sont ensuite reliés à l'électronique d'alimentation et de données du véhicule ou de l'aéronef. Dans le cas d'un remise à niveau d'un aéronef déjà exploité, un écran peut être par exemple mis en parallèle avec une fenêtre du poste de pilotage et à l'intérieur de celui-ci. Le cadre de l'écran correspond alors avec la monture de cadre de la fenêtre. L'écran, son dispositif de commande et le bloc de commandes sont ensuite reliés à l'électronique d'alimentation et de données de l'aéronef.

Dans le cas d'une remise à niveau d'un véhicule déjà exploité, l'écran transparent est de préférence placé en surimpression du pare-brise du véhicule sur tout ou une partie de sa surface. L'écran peut être collé ou fixé mécaniquement par des moyens appropriés. L'écran, son dispositif de commande, et le bloc commande sont ensuite reliés à l'électronique d'alimentation et de données du véhicule.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif électronique de protection contre l'éblouissement d'un conducteur d'un véhicule terrestre ou aérien, ledit dispositif comportant des moyens de filtrage optiques comprenant au moins un écran d'affichage transparent et des moyens de commande des pixels dudit au moins un écran, ledit au moins un écran étant interposé entre le conducteur et tout ou partie d'une surface vitrée de l'habitacle dudit véhicule (1), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de positionnement (14, 14a, 14b, 14c) configurés pour déterminer la position d'un point situé sensiblement à mi-distance des yeux dudit conducteur sur le visage de ce dernier, ainsi qu'un calculateur configuré pour calculer des coordonnées d'un centre d'au moins un objet lumineux (2) extérieur au véhicule dans un premier repère (Oc, Xc, Yc, Zc) dont l'origine (Oc) se confond avec ledit point situé sensiblement à mi-distance des yeux dudit conducteur, ledit calculateur étant configuré pour calculer les coordonnées de l'intersection d'au moins une droite (15) passant par ladite origine (Oc) dudit premier repère et par ledit centre dudit objet lumineux (2) 25 avec ledit au moins un écran, lesdits moyens de commande étant configurés pour commander l'affichage d'une tache sombre au niveau de ladite intersection.
2. 2. Dispositif électronique selon la 30 revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de positionnement par satellites (3) dudit véhicule (1), ledit calculateur étant configuré pourcalculer les coordonnées du centre dudit objet lumineux dans ledit premier repère (Oc, Xc, Yc, Zc) à partir des coordonnées spatiales et temporelles dudit véhicule, fournies par lesdits moyens de positionnement satellites.
3. 3. Dispositif électronique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit calculateur est configuré pour calculer préalablement les coordonnées du centre dudit objet lumineux dans un deuxième repère (Os, Xs, Ys, Zs) ayant pour origine (Os) lesdits moyens de positionnement par satellites puis pour en déduire les coordonnées dudit centre dans ledit premier repère (Oc, Xc, Yc, Zc) par une opération 15 de changement de repère.
4. 4. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une première caméra, ledit 20 calculateur étant configuré pour calculer les coordonnées du centre dudit objet lumineux dans ledit premier repère (Oc, Xc, Yc, Zc) à partir de données d'images fournies par ladite première caméra. 25
5. 5. Dispositif électronique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit calculateur est configuré pour calculer préalablement les coordonnées du centre dudit objet lumineux dans un troisième repère (0i, Xi, Yi, Zi) ayant pour origine 30 ladite première caméra puis pour en déduire les coordonnées dudit centre dans ledit premier repère (Oc, Xc, Yc, Zc) par une opération de changement de repère.
6. 6. Dispositif électronique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit calculateur est configuré pour effectuer un seuillage 5 global desdites données d'images fournies par ladite première caméra avec un seuil de niveau de gris prédéterminé pour extraire d'éventuels blocs de pixels (Bp), dits blocs d'intérêt, comprenant uniquement des pixels ayant un niveau de gris supérieur audit seuil, 10 le centre d'un objet lumineux étant déterminé comme étant le pixel d'un bloc d'intérêt ayant le niveau de gris le plus élevé.
7. 7. Dispositif électronique selon l'une 15 quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de positionnement comprennent une seconde caméra associée à des moyens de reconnaissance faciale. 20
8. 8. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de photodétection adaptés à détecter la présence d'un objet lumineux extérieur au véhicule dans le champ de 25 vision dudit conducteur, lesdits moyens de photodétection produisant une tension dont l'amplitude est fonction de la luminosité reçue en provenance dudit objet lumineux, lesdits moyens de commande des pixels de l'écran n'étant mis sous tension qu'à la condition 30 que la tension produite par les moyens de photodétection soit supérieure à un seuil de détection prédéterminé.
9. 9. Aéronef équipé du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.
10. 10. Véhicule automobile équipé du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes de dispositif.